Holz-Beton-Decke trägt 20 t: Stuttgarter Forscher testen Ersatz für Stahlbeton

Wer ein Bürohaus mit fünf Geschossen plant, nimmt für die Decken Stahlbeton. Holz gilt als schöner, klimafreundlicher, aber zu dick: Sobald die Räume größer werden und die Decke in zwei Richtungen spannen soll, braucht sie Balken darunter. Die kosten Raumhöhe. Eine Holzdecke, die so schlank ist wie Beton und trotzdem 20 t trägt? Bisher gab es das nicht.

Forschende der Universität Stuttgart haben so eine Decke gebaut und im Juni beim Future Cleantech Festival in Remscheid erfolgreich mit 20 t belastet, wie die Universität am 23. September mitteilte. Das Deckensystem heißt „UniversalTimberSlab“ und kombiniert Holz mit einer dünnen Betonschicht. Es ruht auf Stützen statt auf Wänden und spannt in zwei Richtungen weit. Zudem kommt es laut Universität ohne Balken unter der Decke (Unterzüge) aus. Das erste Gebäude mit der neuen Geschossdecke soll in Oberkochen bei Aalen entstehen.

Wie funktioniert das Prinzip?

So ist die Decke aufgebaut

Das Prinzip der Geschossdecke ist der Holz-Beton-Verbund. In einfachen Worten: Holz trägt unten die Zugkräfte, eine Betonschicht trägt oben die Druckkräfte. Beide sind fest miteinander verbunden.

Decken dieser Art gibt es schon länger. Neu an der Stuttgarter Variante ist, wie das Holz darin angeordnet wird:

• Die Decke besteht aus vorgefertigten Elementen mit geraden Lamellen, die sich günstig produzieren lassen. Die Fasern liegen so, wie die Kräfte in der Decke verlaufen.
• Bisher mussten Holzdeckenelemente aus technischen Gründen gleichmäßig angeordnet werden. Die neue Segmentierung der Stuttgarter Methode (zum Patent angemeldet) erlaubt auch unregelmäßige Deckengeometrien.
• Die Lasten laufen über Punktstützen in großem Abstand ins Fundament. Tragende Zwischenwände entfallen.
• KI-gestützte Software erzeugt Modelle für viele Grundrissvarianten. Verschiebt eine Planerin oder ein Planer eine Stütze, zeigt das Programm sofort, was das für Kosten, Deckenhöhe und Nachhaltigkeit bedeutet.

Entwickelt wurde das System im Exzellenzcluster IntCDC unter Leitung von Achim Menges (ICD) und Jan Knippers (ITKE). Beteiligt sind außerdem die Institute für Akustik und Bauphysik sowie für Werkstoffe im Bauwesen. Die EU fördert das Projekt als EIC Pathfinder.

Der Test: 20 t auf 45 m²

Der Decken-Demonstrator entstand in drei Monaten. Die Hasslacher Gruppe fertigte die Segmente, Dünschede Holzbau montierte sie in zwei Tagen. Das Deckenfeld misst 9 x 5 m und spannt 8 x 4 m weit. Mit 36 cm ist es nach Angaben der Universität so dick wie eine vergleichbare Stahlbetondecke, enthält aber rund zwei Drittel weniger Stahlbeton.

Belastet wurde der Prototyp vor rund 200 Besucherinnen und Besuchern des Festivals. „So konnte die für die Baupraxis erforderliche Tragfähigkeit unter realen Bedingungen nachgewiesen werden“, sagt Knippers.

Die Zahlen:

• 20 t Zusatzlast, entspricht einem hoch beanspruchten Bürobau mit 1,4 kN/m² Ausbaulast und 3,0 kN/m² Nutzlast
• 12 mm maximale Durchbiegung, wie zuvor per FEM-Simulation berechnet
• Eigenfrequenz über 8 Hz, damit schwingt die Decke beim Begehen nicht spürbar

Warum das für Bauherren interessant ist

Herkömmliche Holzdecken brauchen bei größeren Spannweiten Unterzüge, also Balken unter der Decke. Diese entfallen mit dem Stuttgarter System. Das spart nach Angaben der Universität 30 cm bis 70 cm Konstruktionshöhe pro Geschoss. Bei gleicher Gebäudehöhe passt so ein Stockwerk mehr ins Haus, die Fassadenfläche schrumpft um bis zu 20 %.

Ohne tragende Zwischenwände lassen sich im Erdgeschoss Läden, darüber Büros und oben Wohnungen unterbringen, jede Ebene mit eigener Aufteilung. Wird das Gebäude später umgenutzt, verschieben Handwerker Wände statt Statik. Geschossdecken aus Stahl und Beton verursachen laut Universität rund 40 % der grauen Emissionen eines Gebäudes, also der Emissionen aus Herstellung und Bau. Eine Decke mit zwei Dritteln weniger Stahlbeton dürfte diesen Anteil deutlich senken; eine genaue Emissionsbilanz nennt die Universität aber nicht.

Was wirklich neu ist (und was nicht)

Holz-Beton-Verbunddecken sind Stand der Technik, etwa im zwölfgeschossigen „Timber Peak in Mainz„. Auch punktgestützte Holz-Flachdecken ohne Unterzüge gibt es bereits: Die Universität Innsbruck entwickelt sie seit Jahren aus Brettsperrholz, Rothoblaas bietet dafür ein Verbindersystem an, und in Deutschland steht seit 2024 ein erstes Gebäude damit. Neu an Stuttgart ist der Aufbau aus Brettschichtholz-Segmenten, deren Fasern dem Kraftverlauf folgen. Den Superlativ „erste punktgestützte, mehrachsig weit spannende Flachdecke in Holz-Beton-Verbundbauweise“ beansprucht die Universität selbst; unabhängig bestätigt ist er nicht.

Die Kosten im Vergleich zur Stahlbetondecke nennt die Universität nicht. Auch zum Schallschutz gibt es keine Zahlen, obwohl das Institut für Akustik und Bauphysik beteiligt ist.

Eine Hürde für den ganzen Holz-Beton-Verbundbau bleibt der Brandschutz: Die Muster-Holzbau-Richtlinie regelt solche Decken bislang nur für brandschutztechnisch abgetrennte Räume und Raumgruppen bis 400 m². Für 90 Minuten Feuerwiderstand fehlen Normregeln für die Verbindung zwischen Holz und Beton. Unser Fachbeitrag „Konstruktiver Brandschutz in der Holz-Beton-Verbundbauweise“ beschreibt diese Lücke im Detail.

Erstes Gebäude in Oberkochen

„Das System setzt auf bestehende Fertigungskompetenzen der Holzbauindustrie“, sagt Hans Jakob Wagner, Leiter des EIC-Pathfinder-Projekts. Holzbauer könnten die Segmente demnach mit vorhandenen Anlagen fertigen. Nach weiteren Entwicklungsarbeiten soll die Decke rasch in größeren Bauprojekten zum Einsatz kommen.

Das erste davon ist bereits geplant: Die Stadt Oberkochen im Ostalbkreis will das „Zukunftsforum“ bauen, ein dreigeschossiges Gebäude mit 1400 m² für Ausstellungen, Werkstätten, Makerspaces und Labore. Wie viel der Bau kostet und wann er beginnt, teilt die Universität nicht mit.

• Universität Stuttgart, Pressemitteilung Nr. 41 vom 23.9.2026: „Schlank wie Stahlbeton, aber deutlich nachhaltiger“ – Belastungstest des UniversalTimberSlab-Demonstrators in Remscheid, Pilotgebäude in Oberkochen
• Roeser/Walter, Bauingenieur: „Konstruktiver Brandschutz in der Holz-Beton-Verbundbauweise“ – Regelungsstand nach Muster-Holzbau-Richtlinie (September 2024) und Eurocode 5